SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY

SOLUCIÓN PROBLEMA 57 CAPÍTULO 26 FÍSICA SERWAY

57. Considere un capacitor construido con dos placas cuadradas de lado l y separación d, como sugiere la figura P26.56. Puede suponer que d es mucho menor que l. Las placas tienen cargas estáticas distribuidas uniformemente `+Q0 y -Q0. Dentro del capacitor se inserta un bloque de metal de ancho l, longitud l y un espesor ligeramente inferior a d, una distancia x dentro del espacio entre las placas. Las cargas en las placas permanecen uniformemente distribuidas conforme se desliza el bloque en su interior. En una situación estática, un metal impide que un campo eléctrico penetre en su interior. El metal puede considerarse un dieléctrico perfecto, de k → ∞. a) Calcule la energía almacenada como una función de x. b) Determine la dirección y la magnitud de la fuerza que actúa sobre el bloque metálico. c) El área de la cara frontal que avanza en el bloque, es esencialmente igual a ld. Si considera que la fuerza sobre el bloque actúa sobre esta cara, determine el esfuerzo (fuerza por cada área) que actúa sobre el bloque. d) Exprese la densidad de energía en el campo eléctrico entre las placas con carga en función de Q0, l, d y e0. Explique cómo sus respuestas a los incisos c) y d) son comparables con las otras.

Solución:

 

 

 

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